Vakaita perovskiitteja

Vain tilaa vievän molekyylin lisääminen perovskiitin pintaan saattaa lopulta tehdä materiaalista riittävän vakaaksi sen sisällyttämiseksi aurinkopaneeleihin.

Halogenidi perovskiitti voisi tehdä aurinkokennoista tehokkaampia huomattavasti edullisemmilla kustannuksilla mutta ne ovat liian epävakaita käytettäväksi.

Purduen yliopiston vetämä tutkimusryhmä on löytänyt tavan tehdä halogenidiperovskiiteista riittävän vakaita estämällä ionien liikkumista, joka tekee niistä nopeasti hajoavia.

Perovskiitti koostuu komponenteista, jotka insinööri voi yksittäin korvata nanometrien mittakaavassa materiaalin ominaisuuksien virittämiseksi. Useiden perovskiittien sisällyttäminen aurinkokennoon tai integroituun piiriin mahdollistaisi erilaisia toimintoja, mutta perovskiitit ovat liian epävakaita pinottavaksi yhteen.

Professori Letian Doun ryhmä havaitsi, että yksinkertaisesti jäykän, ison molekyylin, (bithiophenylethylammonium) lisääminen perovskiittien pintaan stabiloi ionien liikkumista estäen kemiallisten sidosten helpon hajoamisen.

Tutkijat osoittivat myös, että tämän molekyylin lisääminen tekee perovskiitista riittävän stabiilin muodostamaan puhtaita atomisia liitoksia muiden perovskiittien kanssa, jolloin niitä voidaan pinota ja integroida. Tyypillisesti eri lajeja perovskiittia ei voi yhdistää yhdeksi materiaaliksi.

Tilavan molekyylin avulla perovskiitti voi pysyä vakaana jopa kuumennettuna 100 asteen lämpötilaan.

Myös Iowa Staten insinöörit ovat osoittaneet, että seuraavan sukupolven aurinkokennot voivat sietää lämpöä ja ylläpitää tehokkuuttaan.

He ovat löytäneet tavan hyödyntää perovskiitin hyödyllisiä ominaisuuksia stabiloidessaan kennoja korkeissa lämpötiloissa.

Vastaava kirjoittaja Dalal kertoo, että uudessa aurinkokennoteknologiassa on kaksi keskeistä kehitystä.

Ensinnäkin insinöörit poistivat materiaalin orgaaniset komponentit - erityisesti kationit, materiaalit, joissa oli ylimääräisiä protoneja ja positiivinen varaus - sekä korvasivat epäorgaanisia materiaaleja, kuten cesiumia. Nämä tekivät materiaalista stabiilin jopa 200 Celsius-asteen lämpötiloissa.

Ja toiseksi, he kehittivät valmistustekniikan, jolla voi tuottaa perovskiittimateriaalia yhtenä ohuena kerroksena - vain muutama miljardisosa metriä - kerrallaan.

Aiheista aiemmin:

Tarkempia kiderakenteita ja proteiineja aurinkokennoihin

Aurinkokenno grafeenista, perovskiitistä ja piistä